一种锅炉结焦的抑制结构及其处理方法与流程

本发明涉及添加剂装置领域，特别是涉及一种锅炉结焦的抑制结构及其处理方法。

背景技术：

1、在我国，生物质在能源消耗中仅次于煤而成为第二大能源，在全部能源消耗中约占20％。在《可再生能源中长期发展规划》中确定了到2020年我国生物质发电装机容量达到30gw的发展目标。由此可见，生物质能发展前景广阔；然而由于生物质燃料中碱金属元素k、na及非金属元素cl、si含量较高，燃烧过程中产生低熔点的硅酸盐化合物(熔点通常在680℃以下)，并粘附烟气中的飞灰颗粒，导致生物质锅炉内结焦结渣严重，极大地影响了锅炉的安全运行。

2、目前市场上常见的几种除焦剂产品，虽然能起到一定的除焦作用，但是还存在如下技术缺陷：第一，在普通煤作为燃料的条件下，这些除焦剂产品具有较好的除焦效果；但是当煤中的碱性物质，特别是钠含量较高时，无法有效防止结焦现象，第二，大多数除焦剂产品为液体状态，存在低温条件下可能结冰、运输重量大、运输条件高等缺点。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种锅炉结焦的抑制结构及其处理方法，与现有的抑制结构相比，具有双层保护的作用，可有效提高燃烧效果，且附着在炉膛上的抑焦剂可起到保护效果，避免腐蚀，延长使用时间，且该成品为粉末状固体，可通过外接的设备进行完整覆盖喷涂，避免不均匀受热的情况。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种锅炉结焦的抑制结构，内部抑焦剂一份、外部抑焦剂一份、防护剂、中和剂和催化剂若干份，内部抑焦剂与水混合后形成悬浊液，并喷入锅炉燃煤炉膛的内、外侧表面，外层抑焦剂直接添加至锅炉炉膛内，和燃煤一同燃烧，而内部抑焦剂的组分和重量百分比是：氢氧化镁粉末50-55份；硝酸镁2-3份；混合表面活性剂1-2份，且所述内部抑焦剂在微观结构上为核壳结构，具体是在氢氧化镁微粒表面包覆一层由表面活性剂、硝酸镁、高分子稳定剂共同混合附着的纳米有机物，且有机物层的厚度为5-10纳米，所述外层抑焦剂的组分和重量百分比是：刚玉粉10-20份、生石灰2-10份、高岭土20-40份、石英粉5-15份、缓蚀剂1-2份、疏松剂1-2份、导热分散剂1-3份、第一助燃剂10-15份、第二助燃剂2-5份、石脑油5-12份、碳酸氢铵1-5份、氯酸钠2-5份和硅酸镁2-6份。

3、作为本发明的一种优选技术方案，所述在内部抑焦剂中混合表面活性剂包括阴离子表面活性物质、硬脂酸、阳离子型表面活性物质，质量比例1∶1∶1，其余为高分子稳定剂，在内部抑焦剂中高分子稳定剂由聚氨酯、多糖结构和润滑剂组成。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述高岭土的平均粒度≤5mm，在高岭土的成分中：高岭土中二氧化硅与三氧化二铝的重量百分含量之和≥90％；其中三氧化二铝的重量百分占比≥20％，所述高岭土用破碎机破碎至5mm以下，然后掺入燃煤中，再通过锅炉制粉系统混合均匀，并磨细至粒径＜50μm，送入锅炉作为锅炉燃料。

5、作为本发明的一种优选技术方案，在外层抑焦剂中，第一助燃剂和第二助燃剂中均包括高锰酸钾3-8份、氯酸钾2-5份、高氯酸钾1-3份和硝酸盐的混合物，其组成后的助燃剂可进行四段助燃，分别为高锰酸钾可以在200-240℃温区分解出二氧化锰和氧气；氯酸钾可以在300-350℃温区分解放出氧气；高氯酸钾和硝酸盐可以在400℃以上分解出氧气；氯酸钠可以在300-350℃温区分解出氧气，并且高锰酸钾受热分解后的二氧化锰可催化加速氯酸钠的分解。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述中和剂为硼类化合物，所述催化剂中包括钼和镍化合物。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述防护剂为有效成分为硅酸镁的化合物，且所述硅酸镁在使用前需要经过破碎为500目的粉末状固体。

8、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方法：一种锅炉结焦的抑制结构处理方法，包括一种锅炉结焦的抑制结构，具体制备过程如下：其中的内部抑焦剂在制作过程中：s1：分别称量足量氢氧化镁粉末、硝酸镁、混合表面活性剂；s2：将硝酸镁、混合表面活性剂溶解于8-12倍质量的水中，形成溶液；s3：利用高速混匀设备将氢氧化镁粉末与s2中溶液均匀混合，形成浆液；由此保证在氢氧化镁微粒表面均匀包覆一层由表面活性剂、硝酸镁共同组成的纳米有机物层；s4：将s3中所得到的浆液通过高压喷附设备喷涂在锅炉燃煤炉膛的内、外侧表面，形成一层保护层。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述外部抑焦剂在制备过程中，将足量的刚玉粉、生石灰、高岭土、石英粉和第一助燃剂加入混合搅拌设备中，温度35-45℃，搅拌后加入足量第二助燃剂、缓蚀剂、疏松剂、导热分散剂，转速不变搅拌后转移至超声振荡混合设备中，振荡，烘干，研磨，过筛，得到锅炉结焦抑制剂，之后通过管道喷入锅炉炉膛内，与燃煤一同燃烧。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述高压喷附设备可以为喷涂机、喷雾机等喷涂结构

11、作为本发明的一种优选技术方案，过筛步骤时，筛孔的目数不小于550目

12、与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

13、1、本方法中，通过内部抑焦剂和外部抑焦剂两组结构，其一在炉膛燃烧的过程中，其外部的抑焦剂可同燃煤一同燃烧，首先可极大解决各行业锅炉的的辐射区结焦、对流区粘结性积灰、尾部烟道烟气腐蚀设备的问题，其次其中采用的两组助燃剂结构可进行四段助燃，提高炉膛内的燃烧状态，且分布在不同的温区，起到了分段式阻燃的效果，助燃煤充分燃烧，起到环保高效、减少浪费的作用，其二，其中的内部抑焦剂可喷涂在炉膛上，随着碳酸氢铵加入时，对燃料中的碱受到硼酸的作用下开始出现中和作用，起到抑制结焦的情况出现，同步的碳酸氢铵保持对部分产生的结焦起到一定的疏松效果，配合着硫酸钙、氢氧化钙和残余二氧化三铁进行配合起到一定的除垢效果，与镍配合时能够有效的对金属起到保护效果，降低腐蚀损伤，提升锅炉的使用寿命。

14、2、本方法中，与现有的抑制结构相比，具有双层保护的作用，可有效提高燃烧效果，且附着在炉膛上的抑焦剂可起到保护效果，避免腐蚀，延长使用时间，且该成品为粉末状固体，可通过外接的设备进行完整覆盖喷涂，避免不均匀受热的情况。

技术特征：

1.一种锅炉结焦的抑制结构，其特征在于：内部抑焦剂一份、外部抑焦剂一份、防护剂、中和剂和催化剂若干份，内部抑焦剂与水混合后形成悬浊液，并喷入锅炉燃煤炉膛的内、外侧表面，外层抑焦剂直接添加至锅炉炉膛内，和燃煤一同燃烧，而内部抑焦剂的组分和重量百分比是：氢氧化镁粉末50-55份；硝酸镁2-3份；混合表面活性剂1-2份，且所述内部抑焦剂在微观结构上为核壳结构，具体是在氢氧化镁微粒表面包覆一层由表面活性剂、硝酸镁、高分子稳定剂共同混合附着的纳米有机物，且有机物层的厚度为5-10纳米，所述外层抑焦剂的组分和重量百分比是：刚玉粉10-20份、生石灰2-10份、高岭土20-40份、石英粉5-15份、缓蚀剂1-2份、疏松剂1-2份、导热分散剂1-3份、第一助燃剂10-15份、第二助燃剂2-5份、石脑油5-12份、碳酸氢铵1-5份、氯酸钠2-5份和硅酸镁2-6份。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉结焦的抑制结构，其特征在于：在内部抑焦剂中混合表面活性剂包括阴离子表面活性物质、硬脂酸、阳离子型表面活性物质，质量比例1∶1∶1，其余为高分子稳定剂，在内部抑焦剂中高分子稳定剂由聚氨酯、多糖结构和润滑剂组成。

3.根据权利要求1所述的一种锅炉结焦的抑制结构，其特征在于：所述高岭土的平均粒度≤5mm，在高岭土的成分中：高岭土中二氧化硅与三氧化二铝的重量百分含量之和≥90％；其中三氧化二铝的重量百分占比≥20％，所述高岭土用破碎机破碎至5mm以下，然后掺入燃煤中，再通过锅炉制粉系统混合均匀，并磨细至粒径＜50μm，送入锅炉作为锅炉燃料。

4.根据权利要求1所述的一种锅炉结焦的抑制结构，其特征在于：在外层抑焦剂中，第一助燃剂和第二助燃剂中均包括高锰酸钾3-8份、氯酸钾2-5份、高氯酸钾1-3份和硝酸盐的混合物，其组成后的助燃剂可进行四段助燃，分别为高锰酸钾可以在200-240℃温区分解出二氧化锰和氧气氯酸钾可以在300-350℃温区分解放出氧气；高氯酸钾和硝酸盐可以在400℃以上分解出氧气；氯酸钠可以在300-350℃温区分解出氧气，并且高锰酸钾受热分解后的二氧化锰可催化加速氯酸钠的分解。

5.根据权利要求4所述的一种锅炉结焦的抑制结构，其特征在于：所述中和剂为硼类化合物，所述催化剂中包括钼和镍化合物。

6.根据权利要求1所述的一种锅炉结焦的抑制结构，其特征在于：所述防护剂为有效成分为硅酸镁的化合物，且所述硅酸镁在使用前需要经过破碎为500目的粉末状固体。

7.一种锅炉结焦的抑制结构处理方法，其特征在于：包括权利1-6所述的一种锅炉结焦的抑制结构，具体制备过程如下：其中的内部抑焦剂在制作过程中：s1：分别称量足量氢氧化镁粉末、硝酸镁、混合表面活性剂；s2：将硝酸镁、混合表面活性剂溶解于8-12倍质量的水中，形成溶液；s3：利用高速混匀设备将氢氧化镁粉末与s2中溶液均匀混合，形成浆液；由此保证在氢氧化镁微粒表面均匀包覆一层由表面活性剂、硝酸镁共同组成的纳米有机物层；s4：将s3中所得到的浆液通过高压喷附设备喷涂在锅炉燃煤炉膛的内、外侧表面，形成一层保护层。

8.根据权利要求7所述的一种锅炉结焦的抑制结构及其处理方法，其特征在于：所述外部抑焦剂在制备过程中，将足量的刚玉粉、生石灰、高岭土、石英粉和第一助燃剂加入混合搅拌设备中，温度35-45℃，搅拌后加入足量第二助燃剂、缓蚀剂、疏松剂、导热分散剂，转速不变搅拌后转移至超声振荡混合设备中，振荡，烘干，研磨，过筛，得到锅炉结焦抑制剂，之后通过管道喷入锅炉炉膛内，与燃煤一同燃烧。

9.根据权利要求7所述的一种锅炉结焦的抑制结构及其处理方法，其特征在于：所述高压喷附设备可以为喷涂机、喷雾机等喷涂结构。

10.根据权利要求8所述的一种锅炉结焦的抑制结构及其处理方法，其特征在于：过筛步骤时，筛孔的目数不小于550目。

技术总结本发明公开了一种锅炉结焦的抑制结构，其特征在于：内部抑焦剂一份、外部抑焦剂一份、防护剂、中和剂和催化剂若干份，内部抑焦剂与水混合后形成悬浊液，并喷入锅炉燃煤炉膛的内、外侧表面，外层抑焦剂直接添加至锅炉炉膛内，和燃煤一同燃烧，与现有的抑制结构相比，具有双层保护的作用，可有效提高燃烧效果，且附着在炉膛上的抑焦剂可起到保护效果，避免腐蚀，延长使用时间，且该成品为粉末状固体，可通过外接的设备进行完整覆盖喷涂，避免不均匀受热的情况。技术研发人员：王文君,郝玉森,胡秋华,黄琰昕受保护的技术使用者：四川国立能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12